DE3211533C2 - - Google Patents
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
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Description
Die Erfindung betrifft eine Sauerstoffmeßsonde mit einem rohr
förmigen Gehäuse, aus welchem stirnseitig ein Sauerstoffionen
leitender Festkörperelektrolyt und eine diesem zugeordnete
Heizeinrichtung ragen, die mit einem Filter abgedeckt sind.
Sauerstoffmeßsonden werden insbesondere zur Regelung von Ver
brennungsanlagen eingesetzt. Sie werden so in einem Rauchgaska
nal angeordnet, daß der aktive Meßteil von dem Rauchgas um
strömt wird, dessen Sauerstoffgehalt gemessen und zur Optimie
rung des Verbrennungsprozesses in einer Regeleinrichtung ver
wertet wird. Bei einer derartigen Sauerstoffmeßsonde muß dafür
Sorge getragen werden, daß der Festkörperelektrolyt einerseits
gut von dem zu messenden Medium umspült ist, während anderer
seits verhindert werden muß, daß sich feste Partikel und insbe
sondere Ruß o. dgl. auf ihm ablagern.
Bei einer bekannten Bauart (DE-OS 29 29 710) ist vorgesehen,
daß der Meßteil der Sauerstoffmeßsonde durch ein Rohrstück ab
gedeckt ist, dessen freie Stirnseite mit einem Einsatz versehen
ist, der die Luftströmung steuert. Die bekannte Bauart arbeitet
an sich befriedigend, jedoch ist der notwendige Herstellungs
aufwand relativ groß.
Es ist auch bekannt (DD-PS 1 11 248), den Sauerstoffionen lei
tenden Festkörperelektrolyten und eine diesem zugeordnete Heiz
einrichtung mittels eines Filters abzudecken. Bei dieser Bauart
besteht der aus Keramik hergestellte Filter aus einem stirnsei
tig geschlossenen Zylinder, der in Verlängerung des Gehäuses
angeordnet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sauerstoffmeß
sonde der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Gefahr
einer Verschmutzung und damit eines Zusetzens des Filters weit
gehend ausgeschlossen wird, während andererseits der Herstel
lungsaufwand gering gehalten wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Festkörperelektrolyt
und die Heizeinrichtung von einem an das Gehäuse anschließenden
Rohrstück umgeben sind, dessen freies Stirnende geschlossen ist
und das mit einer seitlichen, fensterartigen Aussparung verse
hen ist, die mit dem Filter abgedeckt ist und sie sich maximal
über den halben Umfang des Rohrstücks erstreckt, daß in das
Rohrstück ein als zylindrischer Einsatz ausgebildeter Filter
eingesetzt ist, und daß das Rohrstück gegenüber der Längsachse
des Gehäuses verdrehbar und feststellbar an dem Gehäuse befe
stigt ist.
Aufgrund dieser Ausbildung ist es möglich, die fensterartige
Aussparung so auf der der Strömungsrichtung abgewandten Seite
anzuordnen, so daß die festen Partikel und Ruß o. dgl. auf die
geschlossene Seite des Rohrstückes auftreffen und an diesem ab
prallen. Im Bereich der fensterartigen Aussparung entsteht ein
Unterdruck, der in ausreichendem Maße dafür sorgt, daß das auf
seinen Sauerstoffgehalt zu messende Medium in guten Kontakt mit
der Meßsonde gelangt. Dabei wird sichergestellt, daß die fen
sterartige Aussparung des Rohrstückes nicht die Einbaulage der
Sauerstoffmeßsonde und vor allem die ihrer Anschlüsse bestimmt,
da das Rohrstück gegenüber der Längsachse des Gehäuses verdreh
bar und feststellbar an dem Gehäuse befestigt ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine im Bereich des aktiven Meßteils axial
geschnittene Sauerstoffmeßsonde entsprechend der Erfindung.
Die dargestellte Sauerstoffmeßsonde besitzt einen Anschlußkasten
6, über den elektrische Leitungen und Zuführleitungen für ein
Vergleichsmedium mit dem Meßteil verbunden werden. Von diesem
Anschlußkasten ragt ein rohrförmiges Gehäuse 5 ab, das mit einem
Gewindeansatz 7 versehen ist, mit dem es in einen Befestigungs
flansch eines Rauchgaskanals o. dgl. eingeschraubt wird. Aus dem
Ende des rohrförmigen Gehäuses 5 ragt ein als aktiver Meßteil
dienender Festkörperelektrolyt 8 heraus, der in bekannter Weise
aus einem innen und außen mit Elektroden versehenen, an seinem
äußeren Ende geschlossenen Rohr aus Zircondioxid bestehen kann,
das innen mit dem Referenzmedium, insbesondere Luft, beaufschlagt
ist. Das Ende des Festkörperelektrolyten ist von einer wendel
förmigen elektrischen Heizeinrichtung 9 umgeben. Ferner liegt
parallel zu dem Festkörperelektrolyten 8 ein Thermoelement 10.
Die Heizeinrichtung 9 hält den Festkörperelektrolyten 8 auf der
notwendigen Betriebstemperatur von mehr als 550°C. Das Ende des
rohrförmigen Gehäuses 5, aus welchem der Festkörperelektrolyt 8,
die Heizeinrichtung 9 und das Thermoelement 10 herausragen, ist
mit einem hitzebeständigen Kitt 11 abgedichtet.
An das an seinem Ende aufgeweitete rohrförmige Gehäuse 5 schließt
ein Rohrstück 1 an, das den Festkörperelektrolyten 8, die Heiz
einrichtung 9 und das Thermoelement 10 umhüllt. Dieses Rohrstück
1, dessen Stirnende 2 geschlossen ist, ist mit einem gedrehten
Absatz 12 in eine entsprechend gedrehte, zu dem rohrförmigen Ge
häuse 5 koaxiale Aussparung 13 eingesteckt. Die Befestigung des
Rohrstückes 1 an dem Gehäuse 5 erfolgt durch eine Klemmschraube
14.
Das Rohrstück 1 ist im Bereich des Festkörperelektrolyten 8, der
Heizeinrichtung 9 und des Thermoelementes 10 mit einer seitlichen,
fensterartigen Aussparung 3 versehen, die sich vorzugsweise etwa
über ein Drittel des Umfangs und zwei Drittel der Länge des
Rohrstückes 1 erstreckt. Innen in dem Rohrstück 1 ist ein
Filter 4 angeordnet, der aus einem zylindrischen Einsatz aus
hitzebeständigem Keramikmaterial besteht.
Die Sauerstoffmeßsonde wird in einem Rauchgaskanal so angeord
net, daß das rohrförmige Gehäuse mit seiner Längsachse quer
zur Strömungsrichtung des Rauchgases liegt, die mit dem Pfeil
15 angedeutet ist. Das Rohrstück 1 wird dann so gedreht, daß
die Aussparung 3 der Anströmrichtung abgewandt ist. Dadurch
wird verhindert, daß sich Festpartikel oder Ruß o. dgl. auf dem
Filter 4 im Bereich der Aussparung ablagern. Im Bereich der
Aussparung 3 bildet sich ein Unterdruck aus, der dafür sorgt,
daß genügend Rauchgas auch in den Bereich des Festkörperelektro
lyten 8 gelangt, so daß einwandfreie Messungen gewährleistet
sind. Da das Rohrstück in dem Gehäuse 15 beliebig verdreht wer
den kann, legt die Anströmrichtung nicht die Ausrichtung des
Anschlußkastens 6 fest, so daß hier keine konstruktiven Ein
schränkungen gegeben sind.
Claims (2)
1. Sauerstoffmeßsonde mit einem rohrförmigen Gehäuse, aus
welchem stirnseitig ein Sauerstoffionen leitender Festkörper
elektrolyt und eine diesem zugeordnete Heizeinrichtung ragen,
die mit einem Filter abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der Festkörperelektrolyt (8) und die Heizeinrichtung (9)
von einem an das Gehäuse (5) anschließenden Rohrstück (1) umge
ben sind, dessen freies Stirnende (2) geschlossen ist und das
mit einer seitlichen, fensterartigen Aussparung (3) versehen
ist, die mit dem Filter (4) abgedeckt ist und die sich maximal
über den halben Umfang des Rohrstücks erstreckt, daß in das
Rohrstück (1) ein als zylindrischer Einsatz ausgebildeter Fil
ter (4) eingesetzt ist, und daß das Rohrstück (1) gegenüber der
Längsachse des Gehäuses (5) verdrehbar und feststellbar an dem
Gehäuse befestigt ist.
2. Sauerstoffmeßsonde nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Filter (4) aus porösem Keramikmaterial
besteht.
Priority Applications (1)
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DE102008007317A1 (de) | 2008-02-02 | 2009-08-06 | Enotec Gmbh, Prozess- Und Umweltmesstechnik | Schutzvorrichtung, insbesondere für Sonden zum Einbau in einen Rauchgaskanal |
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---|---|
DE3211533A1 (de) | 1982-12-02 |
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